一道高数题?

求I=∫∫(4-x^2-y^2)^1/2 dxdy,其中D:x^2+y^2<=4,y>=0

令x=rcosθ,y=rsinθ r∈[0,2],θ∈[0,π]
所以I=∫(0,π) dθ∫(0,2) ∨(4-r²) rdr
=π/2 ∫(0,2) ∨(4-r²) dr²
=π/2 [-2/3 (4-r²)^(3/2)]|(0,2)
=π/2 [0+16/3]
=8π/3
温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
第1个回答  2020-12-04
有界区域,你看看函数,有两个地方是有发散的“危险的”,就是0和1处,在这两个附近函数值都趋于正无穷。所以我们要分别判断这两点附近函数的行为来确定是否收敛。分为分成0到1/2
和1/2到1
两个区间就是来分别研究这两个奇点。
打个预防针,

最常见的讨论在0处积分收敛性的函数是(1/x)^p,在0附近,当p>=1时候积分是发散的,p<1时候积分是收敛的。其实这体现了一个思想,虽然函数在0处很大,但如果大得不够快,积分仍然是收敛的。
而这个最快的速度的分界线就是1/x,比他趋于无穷还快的话,那就没可能收敛了~

lnx在x趋于无穷大的时候虽然发散,但发散速度比x的任何正的代数次方都慢。
也就是lnx/x在无穷远处极限为0。如果分母x上面有次数,比如x^p,p>0,你只要令t=x^p,就可以得到类似的结论。分子也一样,因为(lnx)^p/x=[lnx/x^(1/p)]^p
里面极限是0~
总之你记住,lnx当x趋于无穷的时候,发散的速度是很慢的,它的任何正次方和x的任何正次方相比都是小量~
下面进入正题:
首先,对于在0附近,分子等价于x^(2/m),分母还是x^(1/n),那么整个式子就是(1/x)^(1/n-2/m);
由于m,n都是正整数,所以1/n-2/m<1/n<=1,总是小于1的(第一个不等号是严格的!),根据预防针一,在0处是收敛的,不管m,n具体是神马。
其次看1附近的行为,分母趋于1,忽略之~
分子做个变换就是(lnx)^(2/m)在0附近的积分了。
如果你看懂预防针二的话这里也就很明显了。原因是(lnx)^(2/m)=(-ln(1/x))^(2/m)
和(1/x)^0.5相比是小量,后者积分收敛。
其实他在0处发散的速度比(1/x)^p,p>0都要慢。
第2个回答  2019-12-15
第一步:积分区域。
令x=rcosθ,y=rsinθ
积分小区域为rdrdθ。
为以坐标原点为圆心,半径r为2的上半圆。
半径r区间[0,2],极坐标角度θ的区间[0,π]。
第二步:被积函数。
被积函数为根号(4-r^2)
第三步:二重积分
dθ|[0,π]根号(4-r^2)rdr|[0,2]
=π根号(4-r^2)d(4-r^2)/2|[2,0]
=π(4-r^2)^(3/2)/3|[2,0]
=π[4^(3/2)-0]/3
=8π/3
第3个回答  2019-12-15
这个不难,就是S(0->pi)dθS(0->2)根号(4-r^2)rdr=1/2*S(0->pi)dθS(0->2)根号(4-r^2)d(4-r^2)=-pi/3*根号[(4-r^2)]^3(0->2)=8pi/3.
第4个回答  2019-12-15
这个很简单
令分子等于 t,则 t 趋于0
例如,2^x-1=t,可得 x=ln(t+1)/ln2
那么原极限就是
lim(t->0)[t*ln2]/ln(t+1)
=lim(t->0)ln2/ln(t+1)^1/t
利用 lim(t->0)(t+1)^1/t = e
即可得到 lim(t->0)ln2/ln(t+1)^1/t = ln2
同理可得 ln3